[发明专利]一种冷冻浓缩处理含盐废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻浓缩处理含盐废水的方法，属于工业废水处理领域。

背景技术

工业上产生含盐废水的工艺很多，所产生的水量也逐年增加。去除含盐废水中的有机污染物可有效改善排放废水的环境污染问题。由于高盐对微生物的毒害和抑制作用，对含盐废水的生物处理遇到极大阻碍。因此去除含盐废水中的盐分是含盐废水净化处理的必要步骤之一。

目前含盐脱盐方法有石灰/石灰-纯碱软化法、膜分离法(反渗透膜技术、电渗析技术、纳滤膜技术)、蒸馏脱盐法(多效蒸发技术、多级闪蒸技术、蒸汽压缩冷凝技术)等等。脱盐技术经过充分的发展和研究，日趋成熟。实践中，脱盐技术的选择需要根据具体的脱盐规模大小、选材、水质要求、地理气候条件、技术与安全性等实际条件而定。

CN1093341A提出了一种冷冻与蒸发结合的海水淡化方法及装置，该发明利用水的三相点理论，将冷冻法与蒸发法淡化海水的过程结合在一个装置内，利用水的气化吸收潜热，使海水结冰。该方案可操作区间较窄，不利于工艺的大型化，并且需要在真空条件下操作，生产成本较高。CN102923804A提出了一种连续冷冻处理高盐水的方法和装置，该发明通过室外自然冷冻，逐级浓缩盐水，有效地实现了盐水的浓缩。但是该方案并不能实现冰的纯化。另外，该专利仅适用于室外能够自然结冰的地区和时间。因此，该专利并不能满足工厂连续化生产的要求。

煤气化技术会产生大量的含盐、含有机物的废水，目前该黑水经过多级闪蒸回收其溶解的有效气体(CO、CH₄等)，送至沉降槽除去固体灰分等物质后，灰水送至气化炉循环利用，另外一部分送至污水处理单元采用生化等手段进行处理。现有的处理工艺中，灰水处理系统需要从外界补充大量的工艺水循环，同时向外界排出大量废水，以确保水中含盐量不至于腐蚀管路和设备，这使得处理废水的成本很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷冻浓缩处理含盐废水的方法，该方法采用制冷剂和含盐废水直接接触进行热交换，传热效率高，同时可在常压或低压条件下实现连续操作，对设备的要求低。

本发明冷冻浓缩处理含盐废水的基本原理为：利用冷冻分离的固液相平衡原理，在冷环境中，将溶液降温至水的凝固点以下，使得部分水冻结成固体冰晶，利用溶液中溶质的凝固点远低于水的凝固点的物理特性，使其中的水优于杂质而首先以固相析出，将杂质排除在外，分离固液相。融化冰晶，此时可得到较纯净的冷冻水和含盐废水浓缩液。含盐废水浓缩液可以提纯成为工业用品或者集中处理，冰中的冷量可以用来预冷污水以及提供空调、冷库的冷源，融化的水比较纯净，处理后可以再利用，以此降低排放甚至达到零排放。

本发明方法包括原水(即需要处理的含盐废水)预冷却、原水低温冷却、混合制冷结冰、冰晶分离、冰晶水洗提纯和制冷剂循环等多个操作单元，得到工业用冷冻水、工业用冷却水(循环冷却水)，还可以获得高浓度的盐溶液。

本发明提供的一种冷冻浓缩处理含盐废水的方法，包括如下步骤：

待处理的含盐废水和制冷剂被输送至结晶器中，经换热后，得含盐废水浓缩液和固体冰晶，一部分含盐废水浓缩液被排出系统；夹杂有含盐废水浓缩液的所述固体冰晶被送入固液分离器中进行固液分离，用水洗涤后进入化冰罐，经融化后得冷冻水。

上述方法中，所述制冷剂、剩余的所述含盐废水浓缩液和所述固体冰晶的洗涤水重复下述步骤(1)-步骤(3)：

(1)待处理的含盐废水、所述含盐废水浓缩液和所述固体冰晶的洗涤水混合后，被输送至所述结晶器中；

(2)所述制冷剂被输送至所述结晶器中，与步骤(1)中的混合液接触，经换热后，得固体冰晶和含盐废水浓缩液，一部分含盐废水浓缩液被排出系统；

(3)夹杂有含盐废水浓缩液的所述固体冰晶被送入固液分离器中进行固液分离，被水洗涤后进入化冰罐，经融化后得冷冻水。

上述方法中，所述含盐废水为气化炉黑水、污水或海水；

所述含盐废水中的盐的质量百分含量可为0.05％～0.5％，具体可为0.05％～0.1％、0.1％～0.4％、0.05％、0.1％或0.4％。

上述方法中，被排出系统的含盐废水浓缩液的质量占系统进料原液(待处理的含盐废水、含盐废水浓缩液和固体冰晶的洗涤水)质量的2％～33％，具体值为2％或33％，通过调节含盐废水浓缩液的排出量和回流量(剩余的所述含盐废水浓缩液)来调节含盐废水浓缩液的浓缩程度。